Фізичні властивості металів

У вузлах кристалічної ґратки металів розташовані позитивні іони, а між ними знаходяться вільні електрони, які переміщуються по всьому об'єму металу. Металічний зв'язок, що виявляється при усуспільненні зовнішніх електронів, є одним з видів хімічного зв'язку. Він відрізняється від ковалентного, у якому усуспільнюються електрони лише двох сусідніх атомів, тим, що усуспільнюються електрони усіх атомів металу. Характерні властивості металів (електро- і теплопровідність, термоелектронна емісія, пластичність та ін.) обумовлені присутністю у їх ґратках вільних електронів.

Вільні електрони при накладанні електричного поля отримують направлений рух. Тому метали володіють високою електропроводністю. З підвищенням температури електропровідність металів зменшується, тому що коливальний рух іонів у вузлах кристалічної ґратки посилюється і заважає направленому руху електронів. При температурах, близьких до абсолютного нуля, у багатьох металів спостерігається надпровідність. Найбільшу електропровідність мають срібло, мідь.

У металів спостерігається фотоелектричний ефект. Гладка поверхня металів відображає падаючі промені світла, тому метали мають металевий блиск. Для металів характерна висока теплопровідність, яка, як і електропровідність, зумовлена присутністю вільних електронів.

Густина металів коливається в дуже широких межах (від 0,53 г/см³ у літію до 22,5 г/см³ у осмію).

До легких відносяться лужні та лужноземельні метали, крім того берилій, алюміній, магній, скандій, ітрій та ін. До важких - усі останні. Легкі метали мають густину < 5 г/см³ , важкі - > 5 г/см³ .

Характерною властивістю металів є їх пластичність. Під пластичністю розуміють здатність тіл під впливом зовнішніх сил підпадати під деформацію, яка залишається після припинення дії. Пластичність металів зумовлена тим, що під впливом зовнішніх сил шари іонів, які утворюють кристалічні ґратки, зсовуються відносно одне одного без розриву зв'язку.

Найбільш твердими є метали групи хрому, найменш твердими – калій, рубідій, цезій.

Тугоплавкі метали: t_пл ≥1500⁰С; легкоплавкі метали: t_пл ≤ ІООО⁰С:

t_пл(Нg) = -38.9⁰C; t_пл(W) = 3360⁰C.

Хімічні властивості металів Відновна здатність

Характерною особливістю металів є їх відновні властивості, здатність віддавати валентні електрони і перетворюватися у позитивно заряджені іони.

Відновну здатність металів кількісно характеризують енергією іонізації їх атомів (I).

металічні (відновні) властивості

I

Відновна здатність у водних розчинах кількісно характеризується значенням стандартних електродних потенціалів металів.

Взаємодія металів з кислотами

У кислотах, аніони яких не мають окисних властивостей, у ролі окисника виступають іони Н⁺. З такими кислотами реагують тільки метали, які мають негативні значення стандартних електродних потенціалів (до водню).